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离子迁移数的测定——界面法姓名:学号: 班级:化21同组实验者:实验日期:20**年12月4日提交报告日期:20**年12月7日实验助教:引言1.1实验目的1.采用界面法测定H+离子的迁移数。2.掌握测定离子迁移数的基本原理与方法。1.2实验原理[1]当电流通过电解池溶液时,电极上发生化学变化,溶液中阳离子与阴离子分别向阴极和阳极迁移。若两种离子传递的电荷量分别为q+和q-,通过的总电荷量为Q=每种离子传递的电荷量与总电荷量之比称为离子迁移数,则阴、阳离子的迁移数分别为tt且t在包含数种电解质的溶液中,t-和t+分别为所有阴、阳离子迁移数总和,一般增加某种离子浓度,其离子迁移数增加;对只含一种电解质的溶液,浓度的改变使离子间引力场改变,自然离子迁移数也改变;若温度改变,迁移数亦变化,一般温度升高时,t-和t+差别减小。实验中采用界面法,以镉离子作为指示离子,测量一定浓度的盐酸溶液中H+离子迁移数。在一截面均匀的垂直放置的迁移管中充满盐酸溶液,通以电流,当有Q电量的电流通过每个静止的截面时,t+Q当量的H+上行,t-Q当量的Cl-通过界面下移。假定在管的下部某处存在一个界面,界面以下没有H+而被Cd2+取代,此界面将随H+的上移而移动,界面位置可利用界面上下溶液pH值的不同,使用指示剂显色。正常条件下界面保持清晰,界面以上的一段溶液保持均匀,H+向上迁移的平均速率等于界面上移速率。在某通电时间t内,界面扫过体积V,H+输送电荷数为该体积中H+带电总数,即q式中:C为H+的浓度,F为法拉第常数,电荷量以库[仑](C)计。要想使界面保持清晰,须使界面上、下的电解质不相混合,这可通过选择合适的指示离子在通电情况下达到,Cd2+就符合这个要求。Cd2+的淌度(U)较小,有U通电时,H+上行Cl-下移,Cd在Cd电极上氧化并经入溶液中生成CdCl2,逐渐顶替HCl,在管内形成界面。由于溶液呈电中性,任意截面都不会中断传递电流,H+迁移走后Cd2+紧随其后且两者迁移速率相等,则Ud说明CdCl2溶液中电位梯度较大(如图1),导致H+难以扩散至下层,而Cd2+也难以扩散到界面以上,可保持界面清晰。2实验操作2.1实验药品、仪器型号及测试装置示意图一次性移液管,DC-0510节能型智能恒温槽,DHD300V/500mA直流稳压稳流电源,Cd电极,针状Ag电极,UT56数字万用电表,HCl-甲基橙溶液(HCl浓度为0.100mol/L),秒表。2.2实验条件实验室中为102.10kPa,11.2℃。2.3实验操作步骤及方法要点用带有甲基橙的盐酸润洗两次迁移管,然后加满盐酸溶液。将镉电极打磨后在套管中加满盐酸溶液,安装在迁移管下部,并注意排出气泡。将银电极置于顶部,迁移管垂直固定避免震荡,连接好线路。调稳压稳流电源至稳压,电流6~7mA。当界面移动到第一个刻度时,立刻打开秒表。此后每隔一分钟记录时间及对应的电流值。每当界面移动至第二、第三等整数刻度时,记下相应的时间及对应的电流值,直到界面移动至第五个刻度(每两个刻度的间隔为0.1mL)。关闭开关,过几分钟后观察界面,再打开电源,数分钟再观察。试解释该现象。用恒电流方法重复实验(I=3mA),只需记录电流值及界面迁移到整数刻度(0.1mL,0.2mL…0.5mL)的时间。实验完成,清洗迁移管,整理实验台。3结果与讨论3.1原始实验数据溶液酸度为0.100mol/L。水浴温度:25.0℃室温:11.2℃ 室内压力:102.10kPa1)恒压条件洗下测定数据:表1恒压条件下测的数据整数刻度数时间电流(mA)004.76014.58924.4434.30044.1760.1004min34s4.10454.05863.94973.84883.75993.675续表1恒压条件下测的数据0.2009min46s3.611103.593113.52123.451133.385143.322153.2640.30015min43s3.224163.209173.158183.108193.059203.015212.969222.9280.40022min14s2.917232.886242.847252.809262.775272.740282.707292.6780.50029min28s2.6642)恒流测量数据:恒流条件下电流值表2恒流条件下数据的测量整数刻度数时间0.1006min41s0.20013min18s0.30019min57s0.40026min32s0.50033min9s3.2计算的数据、结果a.恒压数据处理思路:选定几组刻度范围,做出电流—时间图,利用曲线所包围的面积求出几组刻度范围内的电荷量Q。图1恒压下I-t曲线图2恒压下电量-t积分曲线定三组刻度范围刻度1~4,2~5,1~5。利用origin计算积分,求出三组刻度范围所对应时间内的电荷量如下:表3恒压下定区域电荷量数据点范围电荷量It(mA·min)电荷量Q(C)1~460.3993.6242~560.2263.6161~580.3694.822求出几组刻度范围间的体积V。因为相邻两个整数刻度间的体积为0.1mL,所以上述数据点范围间的相应体积为:表4恒压下体积比变化数据点范围体积(mL)1~40.32~50.31~50.43)利用和,求出迁移数,取几组数据的平均值。表5恒压下数据处理结果数据点范围电荷量Q(C)体积(mL)q+(C)t+t+均值1~43.6240.32.8950.7990.8002~53.6160.32.8950.8011~54.8220.43.860.800文献值0.831。[2](注:此文献值为盐酸浓度为0.100mol/L下氢离子的迁移数,此处取为近似参考值)相对误差γ=b.恒流数据处理思路:表6电流恒定时的数据序号123456刻度/mL00.1000.2000.3000.4000.500时间06min41s13min18s19min57s26min32s33min9s电流值/mA3.0033.0023.0023.0023.0033.003(2)电流恒定:分别为电流恒定条件下的电流-时间曲线和积分曲线。图3恒流时电流波动图4恒流下电量-t积分曲线从积分曲线图中可以读出第1、2、4、5整刻度点处(取0.1mL刻度为第一刻度)的电量值,分别为1563.61mC、3091.23mC、6158.27mC、7701.50mV,列出表4表7恒流下定区域电荷量刻度区段体积/mL时间/s电荷量/mC1~40.30011494594.662~50.30011634610.271~50.40015356137.89表8恒压下数据处理结果数据点范围电荷量Q(C)体积(mL)q+(C)t+t+均值1~43.5940.32.8950.8060.8082~53.5760.32.8950.8101~54.7800.43.860.808相对误差γ=3.3讨论分析查阅文献得,25℃时,H+浓度为0.1mol/L时,氢离子的迁移数为0.831,实验数据的处理结果分别为0.800和0.808,偏差分别为3.73%与2.77%,两次结果均偏小,但误差不是很大。实验中观察到管内出现界面,界面上部分溶液为红色,下部呈无色。并且界面随着反应的不断进行而逐渐上移随着电解反应的进行,界面不断上移,且在Ag电极表面,不断有气泡产生,进入到大气中。关闭电源后,发现原有的清晰界面逐渐表模糊,但是再次打开电源后,几分钟内,界面重新出现且变清晰,并继续上移。这是因为关闭电源后,外电场不再给体系施加作用,导致H+逐渐扩散至界面以下,使界面模糊。当又打开电源后,外加电场重新作用,使H+向上移动,从而重新产生清晰界面。实验中,将Ag电极置于上端而Cd电极置于下端,这是因为在反应的过程中会在Ag电极上不断产生氢气,若将Ag电极置于下端,产生的气泡将从整个装置中流过,将引起氢离子的浓度波动,破坏实验整体的稳定性。3.4误差分析两种方法的测量均存在的一个问题就是对是否到达整数刻度的判断。由于刻度线存在一定的宽度,读数时需保证每次液面均提升到同一位置后再记录,否则可能由于确定是否达到整数刻度的标准不同,造成记录上的误差。还有就是仪器内部的润洗、电极的打磨等,都会对实验结果造成一定的误差。对于恒压测量,主要误差可能出现在电流示数的读取。在开始计时初期,由于电流下降较快,万用表的示数变化比较快,可能在记录时,在较短的时间内先后观测到两个值,从而在取舍时发生一定的错误。对于恒流测量,虽然电流出现过一定的波动,但其波动仅为0.001mA,影响不大,不过由于数据点的数量很少,所以可能由于数据过少而使最后的结果并不可靠。4结论25℃条件下,在氢离子为1mol/L的情况下,恒压条件下测得的氢离子迁移数为0.800,恒流条件下测得的氢离子的迁移数为0.808。5参考文献[1]贺德华,麻英,张连庆.基础物理化学实验.北京:高等教育出版社,2008:76-80.[2]朱文涛,基础物理化学下册,北京,清华大学出版社,2011.116附录思考题1.为什么在迁移过程中会得到一个稳定界面?为什么界面移动速率就是H+离子移动速率?答:Cd2+的淌度(U)较小,而H+和Cd2+迁移速率相等,所以CdCl2溶液中电位梯度是很大的。因此,若H+扩散至CdCl2溶液中,则它就不仅比Cd2+迁移的快,而且比界面上的H+迁移的也要快,能返回HCl层,同样若Cd2+向上扩散至HCl溶液中也会很快返回至界面以下,这样界面将保持清晰。总的过程类似于负反馈。2.实验过程中电流值为什么会逐渐减小?答:因为实验中采取的是稳压的方式,随着电解的进行,溶液中H+浓度越来越小,而Cd2+的浓度则越来越大,Cd2+的淌度小,即相当于电阻不断增大,在等电压的情况下,由I=U/R可得,电流值不断减小。3.如何求得Cl-离子的迁移数?答:溶液中t++t-=1,所以要得到Cl-7总结这是本学期最后一次物化实验课,实验并不是很复杂,做得也比较快,但是收获却很多。老师上课并没有只是单纯的教给我们实验操作和方法,更多的是让我们去思考为什么这么做,仔细思考实验中的每一步的操作原因,加深了我们对本实验、本实验装置的理解。这种启发式指导能让我们学到更多地知识,掌握与实验相关的比较重要的但却容易忽视的问题,而不仅仅是单纯的去做实验。希望以后的物化实验能做出类似的改进。 在没告知滴入量是不足还是过量,就要能根据其它条件推断出或先假设算出一个结果,再判断是否合理,最终判定是哪种情况。如果直接告诉就按下列各种情况分析。或根据现象判断。一、NaOH

1、向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量,先出现白色沉淀,后沉淀消失。其离子反应分步写:(1)Al3++3OH-==Al(OH)3↓

(2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O

(碱OH-过量Al(OH)3呈弱酸性)若向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液至过量,边滴边振荡,开始时无明显现象,后出现白色沉淀。其离子反应分步写:

Al3++4OH-==AlO2-+2H2O

(碱OH-过量Al(OH)3呈弱酸性)(2)3AlO2-+Al3++6H2O==4Al(OH)3↓

(Al3+过量,由于Al(OH)3不溶于水就会产生沉淀)若向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液,其离子反应一步完成:Al3++4OH-==AlO2-+2H2O

若向足量Al2(SO4)3溶液中加入少量的NaOH溶液,其离子方程式为:Al3++3OH-==Al(OH)3↓

2、向足量的Ca(HCO3)2溶液中逐渐滴入NaOH溶液

化学方程式:NaOH+Ca(HCO3)2==H2O+CaCO3↓+NaHCO3

离子方程式:OH-+Ca2++HCO3-==H2O+CaCO3↓

若向足量的NaOH溶液中逐渐滴入Ca(HCO3)2溶液

化学方程式:Ca(HCO3)2+2NaOH==2H2O+CaCO3↓+Na2CO3

离子方程式:Ca2++2HCO3-+2OH-==2H2O+CaCO3↓+CO32-

3、向足量的NH4HCO3溶液中逐渐滴入NaOH溶液

化学方程式:NH4HCO3+2NaOH==NH3.H2O+H2O+Na2CO3

离子方程式:NH4++HCO3-+2OH-==NH3.H2O+H2O+CO32-

若向NH4HCO3溶液中加入过量NaOH溶液并加热

(加热是氨水变氨气)化学方程式:NH4HCO3+2NaOH==NH3↑+2H2O+Na2CO3

离子方程式:NH4++HCO3-+2OH-==NH3↑+2H2O+CO32-

4、向NaOH溶液中逐渐滴入Mg(HCO3)2溶液至沉淀完全

化学方程式:Mg(HCO3)2+4NaOH==2H2O+Mg(OH)2↓+2Na2CO3

离子方程式:Mg2++2HCO3-+4OH-==2H2O+Mg(OH)2↓+2CO32-若向Mg(HCO3)2溶液中逐渐滴入NaOH溶液至沉淀完全

化学方程式:2NaOH+Mg(HCO3)2==Mg(OH)2↓+2NaHCO3

离子方程式:2OH-+Mg2+==Mg(OH)2↓

过量时继续发生反应NaHCO3

+NaOH==Na2CO3+H2O离子反应方程式:HCO3-+OH-==CO32-+H2O5、碳酸氢钙与烧碱

在碳酸氢钙溶液中滴入少量烧碱溶液:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O

反滴时则为:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O

(相当于碳酸氢钙过量,HCO3-完全反应产生的CO32-离子中一个与钙离子生成CaCO3↓,一个自由,相当于与两个Na+离子配对存在)6、氢氧化钠与氢硫酸

NaOH溶液滴入足量氢硫酸中与氢硫酸滴入NaOH溶液中均无明显现象,发生的离子反应方程式分别为:OH-+H2S=HS-+H2O(2)2OH-+H2S=S2-+2H2O

若将氢硫酸换成亚硫酸、碳酸或磷酸,则原理类似。

一个SO2进入溶液与中很多NaOH反应,所以就生成亚硫酸钠,因为是NaOH过量,所以反应到此为止。如果继续加SO2,当SO2和NaOH比例为1:2时,溶液中的NaOH都已经反应完了,再加SO2,就生成了NaHSO3,直到所有Na2SO3都反应完后,反应结束再通SO2,就生成了亚硫酸了酸与碱反应就叫中和反应,用离子方程式比较好理解:(H+)+(HSO3-)+(Na+)+(oH)-==H20+NaHSO3二、HCl

1、向NaAlO2溶液中滴入盐酸溶液至过量,其离子反应分步写:AlO2-+H++H2O==Al(OH)3↓(AlO2-本身就是中性Al3+同时存在,即存在碱性,相当于存在当OH-,当存在少量H+时即遇到酸时就会发生中和反应,而Al(OH)3又沉淀,所以反应生成Al(OH)3↓。)(2)Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O

(生成Al(OH)3↓后,再继续加酸,当没有AlO2-就会继续发生中和反应,即酸与Al(OH)3发生反应,生成水和Al3+)若向盐酸溶液中滴入NaAlO2溶液至过量,其离子反应分步写:

(1)AlO2-+4H+==Al3++2H2O(相当于酸过量)(2)3AlO2-+Al3++6H2O==4Al(OH)3↓

(继续滴入,相当于酸不足,即是上个问题反过来了)若向NaAlO2溶液中加入过量盐酸溶液,其离子反应一步完成:AlO2-+4H+==Al3++2H2O

(直接加过量,不要求分步,所以写出最终离子方程式即可)若向足量NaAlO2溶液中加入少量的盐酸溶液,其离子方程式为:

AlO2-+H++H2O==Al(OH)3↓

(少量生成沉淀)2、向Na2CO3溶液中滴入盐酸溶液至过量,其离子反应分步写:

(1)CO32-+H+==HCO3-(HCO3-在溶液中相对较稳定)HCO3-+H+==CO2↑+H2O

若向盐酸溶液中滴入(H2CO3在溶液中不稳定)Na2CO3溶液至不再产生气体,其离子反应一步完成:CO32-+2H+==CO2↑+H2O

若向足量Na2CO3溶液中加入少量的盐酸溶液,其离子方程式为:CO32-+H+==HCO3-

三、CO2

1、向NaAlO2溶液中通入CO2气体至过量,其离子反应分步写

(1)2AlO2-+CO2+3H2O==2Al(OH)3↓+CO32-(2)CO32-+CO2+H2O==2HCO3-若向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体,其离子反应一步完成:AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-

若向足量NaAlO2溶液中通人少量CO2气体,其离子方程式为:2AlO2-+CO2+3H2O==2Al(OH)3↓+CO32-

2、向NaOH溶液中通人CO2气体至过量,其离子反应分步写

(1)2OH-+CO2==CO32-+H2O(先生成碳酸,然后是中和反应)(2)CO32-+CO2+H2O==2HCO3-

(碳酸过量后,就产生碳酸氢根了)若向NaOH溶液中通入过量CO2气体,其离子反应一步完成:OH-+CO2==HCO3-若向足量NaOH溶液中通人少量CO2气体,其离子方程式为:2OH-+CO2==CO32-+H2OCaCl2的氨饱和溶液中通入二氧化碳:有白色沉淀CaCO3,因为NH4+的溶解度大,溶液中有大量NH3即OH-过量,不断通入CO2可溶解大量CO2成为CO32-使[CO32-]达到较大而有CaCO3沉淀生成;而先通入CO2时,因为CO2的溶解度较小,使[CO32-]较小而无CaCO3沉淀生成。

NH3+H2O==NH3.H2OCO2+H2O==H2CO32NH3.H2O+H2CO3==(NH4)2CO3+2H2O(氨水显碱性,所以遇酸发生中和反应,产生CO32-)(NH4)2CO3+CaCl2==CaCO3+2NH4Cl(因为有大量的CO32-才会与钙离子反应生成沉淀,没有氨水是不能发生反应的。)四、澄清石灰水1、向足量的NaHCO3溶液中逐渐滴入澄清石灰水化学方程式:Ca(OH)2+2NaHCO3==2H2O+CaCO3↓+Na2CO3

(石灰水为Ca(OH)2)离子方程式:Ca2++2OH-+2HCO3-==2H2O+CaCO3↓+CO32-(相当于NaHCO3过量)

若向足量的澄清石灰水中逐渐滴入NaHCO3溶液

(开始NaHCO3不足,所以多一个OH-产生,溶液显碱性,逐渐加入继续生成沉淀并发生中和反应,过量后溶液显碱性,碳酸氢钠水解导致)化学方程式:NaHCO3+Ca(OH)2==H2O+CaCO3↓+NaOH

离子方程式:HCO3-+Ca2++2OH-==H2O+CaCO3↓+OH-或

HCO3-+Ca2++OH-==H2O+CaCO3↓

2、小苏打与澄清石灰水

在小苏打溶液中滴入少量澄清石灰水:2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O

(小苏打为碳酸氢钠,石灰水为氢氧化钙,石灰水不足时,开始就是中和反应,逐渐增加滴入量OH-就会剩余,至过量溶液就会显碱性)反滴时则为:HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O

(即滴入小苏打,一直有沉淀产生,逐渐增加至过量溶液会显弱碱性,因为碳酸氢钠过量后会水解为碳酸,就致使有多余的OH-离子,如果碳酸不是HCO3-就显弱酸性)3、澄清石灰水与磷酸二氢钠

在澄清石灰水中滴入少量磷酸二氢钠溶液:3Ca2++4OH-+2H2PO4-=Ca3(PO4)2↓+4H2O

(相当于石灰水过量,把磷酸二氢根都反应完)反滴时则为:(相当于磷酸二氢根过量,滴入的OH-就只能中和磷酸二氢根中的一个氢而产生负二价的HPO42-根,因为CaHPO4也沉淀,继续滴入氢氧化钙就会继续中和,直至都产生Ca3(PO4)2沉淀)

先发生:Ca2++2OH-+2H2PO4-=CaHPO4↓+HPO42-+2H2O

后发生:3Ca2++2OH-+2HPO42-=Ca3(PO4)2↓+2H2O

五、Ba(OH)2

氢氧化钡与磷酸在氢氧化钡溶液中滴入少量磷酸,出现白色沉淀:

3Ba2++6OH-+2H3PO4=Ba3(PO4)2↓+6H2O

(磷酸不足直接把磷酸都中和了)在磷酸中滴入少量氢氧化钡溶液,无明显现象:

(相当于磷酸过量,OH-全部反应也无法中和掉磷酸,就磷酸二氢根,再加就会产生磷酸一氢根就会有沉淀,再继续加还是沉淀但是磷酸钡了。)OH-+H3PO4=H2PO4-+H2O

2、向NaHSO4溶液中逐渐滴入Ba(OH)2溶液至沉淀完全

化学方程式:NaHSO4+Ba(OH)2==H2O+BaSO4↓+NaOH

离子方程式:H++SO42-+Ba2++OH-==BaSO4↓+H2O

(沉淀完全就是Ba(OH)2过量使能生成沉淀的SO42-离子反应完全,而Ba2+与SO42-的反应比例为1:1,而一个氢氧化钡中有两个氢氧根,所以氢氧根就过量了,沉淀完全后溶液显酸性。)若向NaHSO4溶液中逐渐滴入Ba(OH)2溶液至中性

(就是重要中和NaHSO4中的氢离子就可以了,所以硫酸根离子就剩余了。)化学方程式:2NaHSO4+Ba(OH)2==2H2O+BaSO4↓+Na2SO4

离子方程式:2H++2SO42-+Ba2++2OH-==2H2O+BaSO4↓+SO42-或2H++SO42-+Ba2++2OH-==2H2O+BaSO4↓

若在中性溶液中继续滴加Ba(OH)2溶液,将看到白色沉淀生成:SO42-+Ba2+==BaSO4↓

当Ba(OH)2溶液滴入NaHSO4溶液至中性时:

2HSO4-+Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓+SO42-

继续滴加Ba(OH)2溶液时,上述反应中的SO42-与Ba2+结合:

Ba2++SO42-=BaSO4↓

当NaHSO4溶液滴入足量Ba(OH)2溶液中时也出现白色沉淀:H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O

3、向明矾溶液中逐渐滴入Ba(OH)2溶液使SO42-恰好完全沉淀。

化学方程式:KAl(SO4)2+2Ba(OH)2==2H2O+2BaSO4↓+KAlO2

离子方程式:Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-==2BaSO4↓+AlO2-+2H2O

(由于Ba(OH)2溶液不足,刚好形成BaSO4↓,这样多余的氢氧根中的两个氧就与Al3+结合形成AlO2-其余的形成水)若向Ba(OH)2溶液中逐渐滴入明矾溶液时,当生成的沉淀的物质的量为最大值时,发生下列反应。

(相反Ba(OH)2溶液氢氧根足够,就会与Al3+也形成Al(OH)3↓)化学方程式:KAl(SO4)2+3/2Ba(OH)2==3/2BaSO4↓+Al(OH)3↓+1/2K2SO4

离子方程式:2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-==3BaSO4↓+2Al(OH)3↓

六、卤族

1、氯化铜和氨水

在氯化铜溶液中滴入少量氨水,出现蓝色沉淀:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+

在氨水中滴入少量氯化铜溶液,溶液呈深蓝色:生成四氨合铜阳离子Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O

2、苯酚与溴水

在浓溴水中滴入少量苯酚溶液,立即出现白色沉淀,并可进而转为黄色沉淀(生成的是三溴苯酚为白色沉淀,因为溴水过量,溴水会溶于三溴苯酚中,使沉淀变为黄色,所以白色沉淀就变为黄色沉淀了)。在苯酚溶液中滴入少量溴水,只出现白色沉淀。Br苯环-OH+3Br2→Br—苯环—OH↓+3HBr置换反应BrFeBr2溶液与氯气反应的问题,有下列三种情况,分别讨论如下:Br2比Fe3+氧化性强(的电子能力强),三价铁比I2的氧化能力强,FeBr2溶液加溴水都反应,所以遇到氯气当然被氧化为三价铁,氯的过量或不足,只是开始没有溴生成,后来逐渐有溴生成,不足、正好完全反应、过量至2价铁全部被氧化。)

a、Cl2过量时即当n(FeBr2):n(Cl2)==1:1.5时,Fe2+、Br-均被Cl2氧化,发生下列反应:

化学方程式:2FeBr2+3Cl2==2FeCl3+2Br2

离子方程式:2Fe2++4Br-+3Cl2==2Fe3++6Cl-+2Br2

b、Cl2不足时即当n(FeBr2):n(Cl2)==1:0.5时,只有Fe2+被Cl2氧化,发生下列反应:

化学方程式:FeBr2+1/2Cl2==1/3FeCl3+2/3FeBr3

离子方程式:2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-

c、当n(FeBr2):n(Cl2)==1:1时,Fe2+全部被Cl2氧化,Br-部分被氧化,发生下列反应:

化学方程式:FeBr2+Cl2==2/3FeCl3+1/3FeBr3+1/2Br2

离子方程式:2Fe2++2Br-+2Cl2==2Fe3++4Cl-+Br2

4、FeI2溶液与氯气反应的问题,有下列三种情况,分别讨论如下:

因I->Fe2+(还原性)故Cl2在氧化FeI2溶液时,I-先被氧化,即先失去电子,其次是Fe2+被氧化。

a、Cl2过量时即当n(FeI2):n(Cl2)==1:1.5时,I-、Fe2+均被Cl2氧化,发生下列反应;

化学方程式:2FeI2+3Cl2==2FeCl3+2I2

离子方程式:2Fe2++4I-+3Cl2==2Fe3++6Cl-+2I2↓

b、Cl2不足时即当n(FeI2):n(Cl2)==1:1时,只有I-被Cl2氧化,发生下列反应:

化学方程式:FeI2+Cl2==FeCl2+I2↓

离子方程式:2I-+CI2==2Cl-+I2↓

c、当n(FeI2):n(Cl2)==4:5时,I-全部被Cl2氧化,Fe2+部分被氧化,发生下列反应:

化学方程式:4FeI2+5Cl2==2FeCl3+2FeCl2+4I2↓

离子方程式:2Fe2++8I-+5Cl2==2Fe3++10Cl-+4I2↓

七、氨水氨水向AgNO3溶液中逐滴加入至沉淀恰好溶解为止离子方程式:Ag++NH3H2O==AgOH↓+NH4+AgOH+2NH3.H2O==[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O

沉淀溶解后的溶液为A,取溶液A加入葡萄糖溶液水浴加热,有银镜产生;另取溶液A加入NaCl和硝酸混合溶液,有白色沉淀产生.解析:硝酸银和氨水反应生成氢氧化银沉淀,氢氧化银和氨水反应生成银氨溶液,银氨溶液和葡萄糖能发生银镜反应生成银;银氨溶液和氯化钠、硝酸反应生成氯化银沉淀,

A.银离子和氨水反应生成氢氧化银沉淀和铵根离子,离子反应方程式为:Ag++NH3•H2O═AgOH↓+NH4+

B.氢氧化银和氨水反应生成银氨溶液和水,离子反应方程式为:AgOH+2NH3•H2O═Ag(NH3)2++OH+2H2O

C.银氨溶液和葡萄糖反应生成葡萄糖酸铵、氨气、银和水,离子反应方程式为:CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2+——(水浴加热)

CH2OH(CHOH)4COO-+2Ag↓+3NH3+H2O+NH4+D.银氨溶液和氯化钠、硝酸反应生成氯化银、铵根离子和水,离子反应方程式为:Ag(NH3)2++OH-+C1-+3H+═AgCl↓+2NH4++H2O。若向氨水中逐滴加入AgNO3溶液,则发生下列反应:离子方程式:Ag++2NH3.H2O==[Ag(NH3)2]++2H2O在硝酸银溶液中逐滴滴入氨水,边滴边振荡,先出现浑浊后消失,所得溶液为银氨溶液。

(1)Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+(2)AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O

在氨水中逐滴滴入硝酸银溶液,边滴边振荡,只出现棕黑色沉淀:

Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+

2AgOH=Ag2O+H2O其他

八、三氯化铁与硫化钠

在三氯化铁溶液中滴入少量硫化钠溶液,出现黄色沉淀:2Fe3++S2-=2Fe2++S↓

在硫化钠溶液中滴入少量三氯化铁溶液,出现黑色沉淀和黄色沉淀混合物:2Fe3++3S2-=2FeS↓+S↓

九、向足量的NaHSO4溶液中逐渐滴入Ba(HCO3)2溶液

化学方程式:Ba(HCO3)2+2NaHSO4==2H2O+2CO2↑+BaSO4↓+Na2SO4

离子方程式:2HCO3-+Ba2++2H++SO42-==2H2O+2CO2↑+BaSO4↓

若向足量的Ba(HCO3)2溶液中逐渐滴入NaHSO4溶液

化学方程式:NaHSO4+Ba(HCO3)2==H2O+CO2↑+BaSO4↓+NaHCO3

离子方程式:H++SO42-+HCO3-+Ba2+==H2O+CO2↑+BaSO4↓中学常见物质颜色分类归纳

黑色:Ag2S

、Ag2O

、C粉、CuO

、CuS

、Cu2S

、Fe3O4

、FeO

、FeS、MnO2、PbS、

石油等。

紫黑色:O3(固态)

、I2

、KMnO4

灰黑色:石墨、晶体硅

色:As

、Fe3C

、Se、Sn

银灰色:Ge

白色:AgCl

、AgOH

、Al(OH)3、

Al2O3、BaCO3

、BaSO4

、CaCO3、CaSO3、无水CuSO4、Fe(OH)2、Fe(略带灰色)

、KClO3、

KCl

、K2

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